綠色理念在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用

【摘要】在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中應(yīng)用綠色理念，對(duì)環(huán)境的有重要的意義。在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中要重視綠色環(huán)保理念，將環(huán)保理念落實(shí)，對(duì)現(xiàn)有的機(jī)械設(shè)計(jì)方法進(jìn)行改進(jìn)，在機(jī)械設(shè)計(jì)中融入綠色理念，有助于機(jī)械設(shè)計(jì)水平的加強(qiáng)，而且對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的性能也不會(huì)有影響。本文探討了綠色理念在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】綠色理念；機(jī)械設(shè)計(jì)制造；應(yīng)用

綠色設(shè)計(jì)理念在本質(zhì)上在于節(jié)約能量、減少能耗、提高材料利用率，并在各個(gè)機(jī)械產(chǎn)品的制造中實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保目標(biāo)。因而建議針對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的綠色設(shè)計(jì)理念應(yīng)用應(yīng)該注重這種體系化的路徑思考，并將現(xiàn)階段的新思維與智能化進(jìn)行密切關(guān)聯(lián)，從而在實(shí)現(xiàn)綠色設(shè)計(jì)理念應(yīng)用的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品制造方面的全面升級(jí)，打造出具有新時(shí)期特點(diǎn)的智能化生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈條、節(jié)約型產(chǎn)業(yè)鏈條，為我國(guó)制造業(yè)的整體轉(zhuǎn)型添磚加瓦，推動(dòng)我國(guó)制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1、綠色理念設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容

一是將環(huán)保綠色理念加入到產(chǎn)品性能和功能的設(shè)計(jì)中，使其性能和功能有所提高。二是在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造中不斷的體現(xiàn)綠色環(huán)保的理念，無(wú)論是在制造時(shí)，還是在機(jī)械的使用方面。將綠色環(huán)保作為重要的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)中的機(jī)械產(chǎn)品的無(wú)污染性。三是在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，強(qiáng)調(diào)環(huán)境與機(jī)械的關(guān)系，以往的設(shè)計(jì)中其都是處于對(duì)立面的，我們現(xiàn)在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中要將其與環(huán)境聯(lián)系起來(lái)，并在設(shè)計(jì)中利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷的進(jìn)行設(shè)計(jì)，由于人的主觀因素會(huì)影響機(jī)械的各項(xiàng)參數(shù)，可以利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行修正，使機(jī)械產(chǎn)品的污染性降低，做到無(wú)污染化。四是機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造后一定會(huì)產(chǎn)生一定的剩余的原料，要將原料回收，循環(huán)利用，并且機(jī)械產(chǎn)品也是有一定的使用壽命的，要考慮其回收利用，貫徹綠色環(huán)保理念。

2、綠色理念與機(jī)械設(shè)計(jì)制造融合的價(jià)值和優(yōu)勢(shì)

2.1 環(huán)保

人們熟知，機(jī)械制造的整個(gè)過(guò)程會(huì)對(duì)環(huán)境造成特別大的影響，比較嚴(yán)重的主要是噪音污染和空氣污染，在機(jī)械制造的過(guò)程中，發(fā)出的聲音分貝一般都是高分貝，長(zhǎng)時(shí)間的高分貝作業(yè)環(huán)境會(huì)對(duì)人耳的聽(tīng)覺(jué)造成較為嚴(yán)重的影響，甚至可能會(huì)造成失聰，其在機(jī)械制造的過(guò)程中因?yàn)閷?duì)能源的浪費(fèi)等原因釋放出的污染氣體排放到空氣中，會(huì)對(duì)附近居民的生活造成影響。這些都是機(jī)械設(shè)計(jì)制造的整個(gè)生命周期中對(duì)環(huán)境造成的影響，隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，機(jī)械制造可能會(huì)逐漸擴(kuò)大，那么其對(duì)環(huán)境造成的污染也會(huì)越來(lái)越大。綠色理念與機(jī)械設(shè)計(jì)制造的融合使得在機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)不單考慮到產(chǎn)品的成本、性能及質(zhì)量等因素，而是要考慮這款產(chǎn)品如何設(shè)計(jì)能夠最大程度地減少能源的消耗，減少對(duì)環(huán)境的污染，例如，一款融入了綠色理念的產(chǎn)品能夠減少1ml 的廢氣排放，那么當(dāng)越來(lái)越多的產(chǎn)品和綠色理念進(jìn)行了融合之后，在這款產(chǎn)品的整個(gè)設(shè)計(jì)制造過(guò)程中，就在很大程度上減少了對(duì)環(huán)境的污染。

2.2 經(jīng)濟(jì)

綠色理念強(qiáng)調(diào)的是產(chǎn)品能夠循環(huán)使用，可以被回收，當(dāng)這一理念融入機(jī)械設(shè)計(jì)制造的過(guò)程中去，從原材料的選取到最終產(chǎn)品生產(chǎn)出來(lái)的過(guò)程，再到產(chǎn)品被回收再被當(dāng)作原料進(jìn)行生產(chǎn)的整個(gè)循環(huán)過(guò)程，將會(huì)減少材料的使用，這在某一程度上為產(chǎn)品的生產(chǎn)節(jié)約了成本支出，所以綠色理念與機(jī)械設(shè)計(jì)制造的融合不僅對(duì)整個(gè)大環(huán)境來(lái)說(shuō)節(jié)能環(huán)保，也能從某種程度上為企業(yè)減少為產(chǎn)品生產(chǎn)制造的費(fèi)用。

3、綠色理念在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用

3.1綠色設(shè)計(jì)方案

產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)階段是產(chǎn)品生命周期的源頭，70%-80%的產(chǎn)品性能都是由這一階段決定，因此機(jī)械制造綠色工藝的核心在于綠色設(shè)計(jì)。綠色設(shè)計(jì)的技術(shù)主要以無(wú)污染、可回收為依據(jù)，其約束條件是綠色產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求。綠色設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是減少環(huán)境污染，降低能源消耗，使產(chǎn)品及其零部件能夠回收以及循環(huán)利用，提高機(jī)械的使用周期，總體可以概括為重新利用（Reuse）、循環(huán)（Recycle）、減少（Reduce）三個(gè)R設(shè)計(jì)理念。 當(dāng)前生命周期設(shè)計(jì)、模塊化設(shè)計(jì)與可拆卸性設(shè)計(jì)是較為常用的幾種綠色理念設(shè)計(jì)方案。生命周期設(shè)計(jì)是以環(huán)境保護(hù)、產(chǎn)品性能、機(jī)械產(chǎn)品成本需求等方面為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)理念，包含產(chǎn)品回收、產(chǎn)品代替、污染物處理及再利用成本等問(wèn)題； 模塊化設(shè)計(jì)需要對(duì)產(chǎn)品功能、產(chǎn)品模塊重新組合等進(jìn)行綜合考慮，不僅可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品更新?lián)Q代，同時(shí)可以提高零部件充分利用的效率；可拆卸性設(shè)計(jì)主要是指在確保產(chǎn)品功能不受到影響的情況下有規(guī)律地拆卸，具體針對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)后期維護(hù)與產(chǎn)品再利用設(shè)計(jì)。另外，還要建立綠色機(jī)械設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)建成后設(shè)計(jì)人員即可將機(jī)械設(shè)計(jì)制造中用到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)其中，方便以后查詢(xún)，為綠色設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)。

3.2選用綠色材料

在綠色設(shè)計(jì)中材料是主要內(nèi)容，應(yīng)首選健康、環(huán)保的材料，對(duì)材料的相容性、安全性及經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行綜合考慮，同時(shí)還要分析材料可能會(huì)對(duì)環(huán)境造成的影響。傳統(tǒng)機(jī)械制造材料的主要物質(zhì)有鉛、汞等，這些化學(xué)物質(zhì)會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，威脅人體健康，產(chǎn)品使用報(bào)廢之后其回收利用率也比較低。為了實(shí)現(xiàn)綠色機(jī)械制造的目標(biāo)，必須從源頭開(kāi)始，謹(jǐn)慎選擇機(jī)械制造材料。

3.3選用先進(jìn)的成型技術(shù)

3.3.1快速原型制造技術(shù)

該技術(shù)主要利用快速成型機(jī)，借助三維CAD數(shù)據(jù)，基于一層層材料堆積成為實(shí)體原型。該技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)截然相反，在沒(méi)有任何磨具、道具甚至工裝夾具的情況下，即可準(zhǔn)確、快速地形成三維零件或?qū)嶓w。不僅可以降低制造成本，同時(shí)還能有效減少對(duì)環(huán)境造成的污染，快速提升產(chǎn)品樣件的加工速度。

3.3.2無(wú)切削加工技術(shù)

近年來(lái)各項(xiàng)新技術(shù)、新工藝不斷發(fā)展，冷擠壓、直接沉積及精密鑄造等材料成型技術(shù)開(kāi)始在機(jī)械制造中應(yīng)用，逐漸向精密成型等方向發(fā)展。切削加工逐漸被自由成型制造所代替，應(yīng)用該技術(shù)的成型件可以被直接應(yīng)用，大大減少了產(chǎn)品制造與生產(chǎn)的周期，同時(shí)還能節(jié)省傳統(tǒng)毛坯制造所帶來(lái)的能耗與物耗。

3.4綠色切削加工技術(shù)

機(jī)械加工過(guò)程中，切削液是主要的污染源，據(jù)相關(guān)研究顯示，零件制造的1 /6 成本為切削液，綠色切削技術(shù)可以很好地解決切削液的問(wèn)題。所謂綠色切削技術(shù)實(shí)際上是一種綜合考慮資源問(wèn)題、環(huán)境問(wèn)題的加工技術(shù)，要求在加工產(chǎn)品的過(guò)程中從最大程度上利用資源，同時(shí)使生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)環(huán)境造成的污染降到最低。當(dāng)前有關(guān)綠色切削的研究主要集中在綠色濕式切削、干式切削及低溫切削等方面。從目前的情況來(lái)看，綠色切削加工技術(shù)的應(yīng)用具有一定的可行性，但是切削液的研制、應(yīng)用及凈化處理等都是急需探索和解決的問(wèn)題。

總之，隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，對(duì)于制造技術(shù)的研究和創(chuàng)新不容松懈。通過(guò)對(duì)技術(shù)、人才各個(gè)方面的強(qiáng)化，能夠整合各方面力量，不斷提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造綠色化水平，從而促使行業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮綜合效益。

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